按照本发明专利技术提出一种声变换器装置，其包括在第一电极结构和第二电极结构之间的压电式活性的驻极体材料。在第一电极结构上施加驻极体材料，尤其是如此施加，使得所述第一电极结构完全由驻极体材料覆盖。在驻极体材料的上面或之上设置第二电极结构，从而所述驻极体材料位于所述第一电极结构与所述第二电极结构之间。所述第一电极结构由多个可相互独立寻址的电极元件构造。所述电极元件因此限定各个声变换器元件，所述各个声变换器元件共同地形成声变换器装置，也称为阵列。在此按照本发明专利技术，所述第一电极结构(30、130)构造在多层电路载体的表面上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】按照本专利技术提出一种声变换器装置，其包括在第一电极结构和第二电极结构之间的压电式活性的驻极体材料。在第一电极结构上施加驻极体材料，尤其是如此施加，使得所述第一电极结构完全由驻极体材料覆盖。在驻极体材料的上面或之上设置第二电极结构，从而所述驻极体材料位于所述第一电极结构与所述第二电极结构之间。所述第一电极结构由多个可相互独立寻址的电极元件构造。所述电极元件因此限定各个声变换器元件，所述各个声变换器元件共同地形成声变换器装置，也称为阵列。在此按照本专利技术，所述第一电极结构(30、130)构造在多层电路载体的表面上。【专利说明】声变换器装置
本专利技术涉及一种声变换器装置，其尤其可以用于基于声的周围环境检测，以及涉 及一种包含该声变换器装置的基于声波的传感器。在此考虑由至少两个声变换器组成的阵 列装置。在此，两个或更多个单个变换器相互间的间距典型地分别小于半个空气声波长。 阵列装置相比于单元件变换器提供信号处理的扩展可能性并且因此特别有利地可应用在 具有由此造成的复杂声场的复杂的周围环境中。各个变换器元件可以分开地作为声发送器 和作为声接收器或者不仅作为发送器而且作为接收器运行。本专利技术还涉及一种基于声波的 用于周围探测的传感器、尤其是用于机动车或机器人应用或移动的作功机械的超声波传感 器，其包括按照本专利技术构造的声变换器装置。
技术介绍
由文献已知基于驻极体（Elektret)原理的声变换器。例如在文献W01008/135004 A1中描述了一种用于在气态介质中的应用的超声波变换器阵列，该超声波变换器阵列包括 两个电极结构之间的由压电式活性的蜂窝式的驻极体材料组成的层。在此首先通过电极结 构的尺寸在大小方面确定变换器元件。对于阵列的设计需要构造具有各两个电极的多个声 变换器元件，所述各两个电极分别限制一个元件的有效区域。电极必须连接到后置的电子 组件上（例如放大器或滤波器）。需要的元件的数量越大，那么与后置的电子组件的连接越 困难。例如主要是当电极元件不仅设置在一条线上（线阵列）而且二维分布地设置（2D阵 列）时，出现问题。在该情况下在常规装置中必须在各个电极元件之间引导印制导线。这 些印制导线减小了用于作为电极元件的使用的可用的面。此外，这些印制导线表示附加的 电容，这些附加的电容必须由声变换器元件与后置的电子组件并行地再充电。如果驻极体 材料的表面完全被金属化并且用作接地电极，那么印制导线还形成寄生声变换器元件，其 在这些地方并不是所期望的并且干扰阵列信号处理。
技术实现思路
在本专利技术中描述的声变换器技术基于压电驻极体材料，该压电驻极体材料进行在 通过声压引起的机械应力与电场之间的变换。将驻极体材料理解为一种电绝缘材料，该电 绝缘材料包含准永久存储的电荷或准永久定向的电双极子并且由此在其周围环境中或在 其内部产生准永久电场。压电式活性的驻极体材料经常构造为所谓的铁驻极体并且具有蜂 窝式的或泡沫状的结构。与其他变换器技术--例如机械共振变换器、压电复合变换器、静 电变换器或MEMS变换器相比，基于驻极体的声变换器对于在流体（气体、液体）中的声产 生和声接收具有特别有利的特征，特别是关于电声学接收敏感性。 按照本专利技术提出一种声变换器装置，其包括在第一电极结构和第二电极结构之间 的压电式活性的驻极体材料。在第一电极结构上施加驻极体材料，尤其是如此施加，使得第 一电极结构完全由驻极体材料覆盖。驻极体材料构成压电层。在驻极体材料的上面或之上 设置第二电极结构，从而驻极体材料位于第一电极结构与第二电极结构之间。第一电极结 构由多个可相互独立寻址的电极元件构成。电极元件因此限定各个声变换器元件，所述各 个声变换器元件共同地形成声变换器装置，也称为阵列。在此，按照本专利技术，第一电极结构 构造在多层电路载体的表面上。 通过第一电极结构的电极元件结合在由压电式活性的驻极体材料制成的层的对 置的侧上设置的第二电极结构，可以以已知的方式产生或探测层或层的孔的局部厚度振动 (Dickenschwingung)。特别是该振动的频率可以位于超声波范围中。厚度振动的激励以有 利的方式通过适合的电压信号实现，该电压信号施加在相应的电极元件与第二电极结构的 对应电极之间。这些电压信号产生压电式活性的驻极体材料的局部厚度振动，所述局部厚 度振动又引起声波的辐射。在到达的声波的情况下通过声波激励压电式活性的驻极体材料 进行厚度振动，所述厚度振动又产生相应电极元件上的相应的电压信号。 第一电极结构优选由多层电路载体的最上层形成或者施加在多层电路载体的表 面上。紧接着，驻极体材料施加例如粘接在第一电极结构上。替代地，也可能的是，通过印 刷方法--例如丝网印刷施加驻极体材料。也可能的是，首先将第一电极结构施加到驻极 体材料的表面上并且随后例如通过粘接来连接驻极体材料与多层电路载体。 通过声变换器装置的按照本专利技术的构造产生以下优点：多层电路载体的不同层可 以用于各个电极元件的布线。多层电路载体可以例如以常规方式构造为具有多个线路层面 的多层印刷电路板。最上层可以有利地用于构造第一电极结构。电极元件可以通过不同的 布线层面连接到后置的电子组件上。为此，优选可以应用所谓的覆镀通孔。可用于电极元 件的构造的面由此增大，因为在电路载体的或第一电极结构的表面上不必提供用于印制导 线的附加的面。此外，电极元件的相应的大小和形状以及印制导线的引导相互独立地确定。 多层电路载体的另一有利的功能是实现用于声变换器装置的机械稳定化的载体 层。优选地，使用印刷电路板、尤其是例如具有纤维作为填料的复合系统作为电路载体。尤 其如此选择复合系统的填料，使得印刷电路板在从外部对在其上构造有声变换器装置的表 面的机械作用下是柔性的（nachgiebig)。因此，机械应力的一部分不是在驻极体材料中而 是由印刷电路板承受，并且避免了敏感的驻极体材料的损坏。 驻极体材料优选构造为薄膜、尤其构造为铁驻极体薄膜。这样的薄膜通常具有 50 μ m至500 μ m的厚度并且具有蜂窝式结构。优选地也可以叠加地施加两层或更多层这样 的薄膜（堆叠结构）。通过压电式活性的驻极体材料的如此增大的层厚实现了声变换器装 置在接收运行中更高的灵敏度和在发送运行中更高的发送强度。此外也可能的是，通过层 厚有针对性地调节用于声变换器装置的共振性能的预给定频率。 本专利技术的有利的实施方式是从属权利要求的主题。第二电极结构构造为在压电式 活性的驻极体材料上的连续的金属化层并且用作用于整个声变换器装置的接地电极。通过 印制导线和电极元件构造在不同的层上或层面上的方式，提高了印制导线与第二电极结构 的间距。通过提高的间距减小干扰性的电容。 优选地，第二电极结构由尤其是多层构造的保护层覆盖，该保护层保护声变换器 装置免受外部影响，例如湿气、污物、紫外线、热作用或机械作用。此外，该保护层可以通过 促成可涂漆性而对于视觉外观是重要的。 在一个优选的实施中，多层电路载体具有至少一个覆镀通孔。在此优选一个覆镀 通孔分配给一个电极元件，该覆镀通孔将电极元件与在多层电路载体的确定的内层上构造 的印制导线电连接。通过印制导线可以将电极元件与后置的电子组件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种声变换器装置(1)，其包括：在第一电极结构和第二电极结构之间的压电式活性的驻极体材料(20)；其中，所述第一电极结构(30、130)由多个可相互独立寻址的电极元件(32、34、132、134)构造，其特征在于，所述第一电极结构(30、130)构造在多层电路载体(50)的表面(52)上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·格拉赫，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。